馬齒莧對菜薹生產的影響

馮 莉, 田興山, 閆 帥, 張?zhí)┙?岳茂峰, 高家東, 楊彩宏, 崔 燁

(廣東省農業(yè)科學院植物保護研究所, 廣東省植物保護新技術重點實驗室, 廣州 510640)

馬齒莧對菜薹生產的影響

馮 莉, 田興山*, 閆 帥, 張?zhí)┙?岳茂峰, 高家東, 楊彩宏, 崔 燁

(廣東省農業(yè)科學院植物保護研究所, 廣東省植物保護新技術重點實驗室, 廣州 510640)

馬齒莧是廣東規(guī)模化菜場菜薹田的重要雜草,為明確其年發(fā)生動態(tài),采用倒置“W”九點取樣法,對廣東2個規(guī)模化菜場菜薹田馬齒莧年發(fā)生動態(tài)進行調查。結果表明,1-3月和11-12月馬齒莧種群密度最低,4月開始略有升高,6月迅速升高,7-9月田間馬齒莧種群密度和生物量均達到高峰,形成單一的雜草群落,危害成災。為明確馬齒莧危害高峰期人工防除經濟閾值,采用添加系列試驗和模型擬合的方法,研究了馬齒莧密度對菜薹生長和產量性狀的影響,結果表明：在馬齒莧的競爭干擾下,菜薹的葉面積、株高和產量均隨馬齒莧密度的增加而下降,冪函數模型較好地擬合了馬齒莧密度與菜薹產量(y=-412.779x0.433+ 12 434.801,P<0.000 1)和產量損失(y=3.323x0.433-0.361,P<0.000 1)間的關系。馬齒莧危害高峰期進行人工除草,其經濟危害允許水平為5.8%,經濟閾值為4.2株/m2。

菜薹； 馬齒莧； 競爭； 發(fā)生規(guī)律； 經濟閾值

馬齒莧(PortulacaoleraceaLinn.),屬一年生肉質草本植物,遍布世界熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū),其植株耐旱亦耐澇,生存和繁殖力極強,平均每株可產種子約1.4萬粒[1],是世界性農田惡性雜草[2]。馬齒莧屬于高光效C4植物[3],同時又是喜氮植物[4],因此,在我國南方土壤肥沃含氮量高的葉菜田具有較強的競爭優(yōu)勢,成為規(guī)?；藞鋈~菜田難除的惡性雜草。菜薹(BrassicaparachinensisL.H. Bailey)[5],又稱菜心[6],系十字花科蕓薹屬草本植物,產地廣東、廣西和海南,全國均有分布,為華南地區(qū)特色葉菜品種[5-6]。菜薹在廣東以規(guī)?；卟松a基地為主周年生產,供應人口密集的粵港澳地區(qū),并出口東南亞。由于菜薹屬于小粒種子,對除草劑敏感,因此,生產中可供選擇的安全除草劑品種較少,目前菜場主要用二甲戊靈于菜薹播后芽前土壤封閉處理控草。而調查結果顯示,常年頻繁地使用單一品種的除草劑,導致菜場雜草群落結構單一,特別是老菜場,由于馬齒莧種子在土壤中大量積累[7],使其危害逐年加重,已嚴重影響菜場的經濟效益。為此,作者對廣東規(guī)?；喜藞霾宿诽飷盒噪s草馬齒莧發(fā)生動態(tài)進行了調查,并按菜薹常規(guī)生產管理模式,在危害高峰期通過添加系列試驗方法,研究馬齒莧對菜薹生長的影響及其與菜薹產量損失間的關系,明確其經濟防除閾值, 為制定防控策略提供參考。

1 材料和方法

1.1 菜薹田馬齒莧年發(fā)生動態(tài)調查

1.1.1 調查田概況

選擇廣州近郊的2個規(guī)?；卟松a基地：番禺東升菜場(約10年)和從化從玉菜場(約12年)進行調查?；匚挥跂|經113°26′～114°03′,北緯22° 47′～23°35′,為亞熱帶海洋性季風氣候,年均氣溫22.8 ℃,年均降雨量2 000 mm,一年四季均有菜薹種植。菜薹田雜草治理均使用330 g/L二甲戊靈乳油于菜薹播后芽前土壤噴霧處理。

1.1.2 調查方法

依據生產中菜薹生長的4個時期：種子發(fā)芽期、葉片生長期、菜薹形成期和開花結實期,每月中旬定期選擇葉片生長期的菜心田3塊,采用倒置“W”九點取樣法[8],調查統計樣方內馬齒莧的種群密度和鮮重生物量。調查時間為2009-2010年。

1.2 馬齒莧與菜薹競爭及其經濟防除閾值研究

1.2.1 試驗材料

供試菜薹：‘碧綠粗薹菜心’[9],購自廣東省農科集團種業(yè)分公司,廣東的適播期為5月-10月,播種量7.5 kg/hm2。馬齒莧：2010年8月采自番禺東升菜場菜薹田自然成熟的種子,采回后晾干去雜裝袋保存于低溫種子柜。

1.2.2 試驗田概況

選擇土壤肥力一致的菜田,砂壤土,有機質含量27.9 g/kg,pH 5.9。按菜薹常規(guī)生產方式開溝起畦整地,畦面寬1.2 m,畦溝深約0.15 m,將菜薹種子用少量細沙拌勻撒播于畦面,噴水濕潤土壤后,用330 g/L二甲戊靈乳油按每hm2有效成分用量495 g兌水至450 L后混勻均勻噴霧土壤表面。用同樣直播的方法在相鄰田塊同時撒播馬齒莧種子,但土壤表面不用除草劑處理,出苗后的馬齒莧將用于添加系列密度試驗。時間為2012年8月。

1.2.3 試驗設計

采用添加系列試驗和模型擬合的方法[8,10]。試驗共設11個馬齒莧處理密度：0(無草對照)、2、4、8、16、32、64、96、192、384、768株/m2,每處理小區(qū)面積為6 m2(1.2 m×5 m),5次重復,共計55個小區(qū),隨機區(qū)組排列。在菜薹2葉至3葉期進行間苗和定苗時,保持菜薹常規(guī)種植密度(株行間距0.1 m×0.15 m)的情況下,依據試驗設計的馬齒莧密度,采用田間自然出苗和人工拔除或補苗相結合的方法,控制各處理小區(qū)馬齒莧的種群密度,并在操作過程中使小區(qū)內馬齒莧均勻分布。田間管理按常規(guī)生產進行,各處理區(qū)一致,并人工拔除小區(qū)內少量其他雜草。

1.2.4 調查方法

葉面積和葉綠素含量：在菜薹形成初期,各處理區(qū)隨機取15株測其中部成長葉片,用CI-202型便攜式激光葉面積儀(美國產) 測定葉面積,用SPAD-502型手持式葉綠素儀(日本產) 測定葉片葉綠素含量。

菜薹產量和株高：菜薹采收期采收各處理小區(qū)的菜薹,稱鮮重測產,再隨機取15株量株高。

1.2.5 數據處理及統計分析

用統計軟件EXCEL和SPSS18.0對調查數據進行相關處理和分析。對不同密度馬齒莧與菜薹產量及產量損失間的關系,采用直線(y=ax+b)、二次曲線(y=ax2+bx+c)、指數(y=beax)、對數(y=alnx+b)、冪函數(y=bxa) 5種回歸模型進行擬合,根據相關程度以及曲線與實測值的擬合程度,篩選出最佳擬合模型。依據菜薹產量損失與馬齒莧密度的相關模型,確定馬齒莧危害的經濟允許水平(economic infestation level,EIL)及其經濟防除閾值[1,10-12]。EIL(%) =C×100/(Y×P×E),其中C為菜薹田雜草防除費用(元/hm2),Y為菜薹產量(kg/hm2),P為菜薹價格(元/kg),E為防除效果(%)。

2 結果與分析

2.1 廣東規(guī)?；藞霾宿诽锺R齒莧年發(fā)生動態(tài)

調查結果顯示(圖1)：從玉和東升兩個規(guī)模化菜場菜薹田雜草馬齒莧種群動態(tài)變化趨勢基本一致,表現為1-3月馬齒莧種群密度和鮮重生物量均較低,平均為6.4株/m2和3.7 g/m2,對菜薹的生長和產量無顯著影響； 4-5月馬齒莧種群密度和鮮重生物量逐漸增加,6月開始迅速升高,特別是生物量增加迅速,8月均達到高峰,從玉和東升菜場菜薹田的馬齒莧密度分別達到平均694.9株/m2和411.1株/m2,鮮重達到976.0 g/m2和616.6 g/m2,在菜薹田形成單一的雜草群落。由于叢玉菜場種植年限比東升菜場長,表現出馬齒莧種群發(fā)生密度高于東升菜場。從9月開始迅速下降,10月降至155.0～47.0株/m2,11-12月種群密度接近于1-3月,保持在較低水平。馬齒莧生物量的變化與密度的變化趨勢基本一致(圖1),均表現為6-9月高溫季節(jié)種群密度高和生物量大。

2.2 馬齒莧對菜薹葉片葉綠素含量、葉面積和株高的影響

在不同馬齒莧密度的競爭干擾下,菜薹葉片的葉綠素含量變化各處理密度間差異不顯著(表1),未表現出似其他作物在高密度雜草競爭下葉片發(fā)黃的現象[12],分析其原因可能與菜薹栽培過程中水分和養(yǎng)分供給尤其是氮肥供應充足有關,因此,其葉片葉綠素含量與其他作物相比受雜草競爭的影響相對較小。有研究表明葉綠素含量在一定程度上可以作為土壤水分和養(yǎng)分供應的指標[13-14]。

圖1 廣東規(guī)?；藞霾宿诽锺R齒莧年發(fā)生動態(tài)

馬齒莧的競爭對菜薹葉面積和株高的影響相對較大(表1),隨著馬齒莧密度的增加,菜薹葉面積和株高均受到抑制。當馬齒莧密度達到32株/m2時,與無馬齒莧對照相比,菜薹葉面積減少了15.3%,株高下降了3.5%,未達到顯著水平；但當馬齒莧密度達到64株/m2時,菜薹葉面積下降了23.4%,株高下降了8.0%,顯著低于對照；隨著馬齒莧密度繼續(xù)增加,馬齒莧密度達到768株/m2時,菜薹面積減少高達32.5%,株高下降12.3%,菜薹生長受到顯著抑制。

表1不同密度馬齒莧對菜薹生長及產量性狀的影響1)

Table1EffectsofdifferentpurslanedensityonthegrowthandyieldcharactersofBrassicaparachinensis

馬齒莧密度/株·m-2Density葉綠素含量/SPADChlorophyllcontent葉面積/cm2Leafarea株高/cmPlantheight產量/kg·(667m2)-1Yield產量損失率/%Yieldlossrate0(44．68±0．92)a(100．55±12．67)a(28．11±0．58)a(825．90±33．10)a0．002(45．35±0．71)a(96．07±13．06)a(26．71±0．36)abc(800．00±16．06)a3．144(43．72±0．82)a(92．12±6．68)ab(27．38±0．68)ab(780．80±54．95)ab5．468(44．45±1．32)a(92．02±11．58)ab(27．28±0．46)abc(772．27±40．00)ab6．4916(45．46±0．73)a(85．42±9．48)abc(26．65±0．51)abc(745．14±33．30)abc9．7832(45．59±1．19)a(85．18±7．31)abc(27．14±0．61)abc(677．33±25．26)bcd17．9964(46．22±0．76)a(77．05±13．11)bcd(25．87±0．48)bcd(647．11±17．78)cd21．6596(44．13±0．98)a(76．25±10．00)bcd(25．90±0．40)bcd(616．00±21．50)d25．42192(44．52±1．21)a(74．34±11．10)cd(26．09±0．40)bcd(597．33±18．98)d27．68384(43．20±0．22)a(74．09±5．66)d(25．62±0．81)cd(472．89±15．50)e42．74768(44．98±1．30)a(67．90±4．55)d(24．66±0．46)d(330．67±24．63)f59．96

1) 表中同列數據后不同字母表示經新復極差法檢測在0.05水平上差異顯著。
Different letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level.

2.3 不同密度的馬齒莧對菜薹產量的影響

馬齒莧密度的增加,在一定程度上抑制了菜薹的生長發(fā)育,進而顯著降低菜薹的產量。在試驗條件下,隨著田間馬齒莧密度增加,菜薹產量迅速下降(表1)。馬齒莧種群密度為16株/m2以下時,菜薹產量與無草區(qū)產量相比差異不顯著；但當馬齒莧種群密度達到32株/m2,菜薹產量損失率為17.99%,產量顯著低于對照；當馬齒莧密度增加到768株/m2時,菜薹產量損失率高達59.96%。

分別對菜薹產量和產量損失率與馬齒莧密度之間的關系進行曲線擬合,回歸分析結果顯示,冪函數、指數和二次曲線模型與實測值的擬合效果較好,r2值相對于直線和對數模型的較高(表2,表3)。綜合各模型的r2值、F值以及模型的擬合效果,均以冪函數模型擬合馬齒莧密度與菜薹產量y=-412.779x0.433+12 434.801(P<0.000 1)以及產量損失y=3.323x0.433-0.361 (P<0.000 1)間的關系為最佳。

表2不同密度馬齒莧與菜薹產量的回歸分析

Table2RegressionanalysisbetweenpurslanedensityandyieldofBrassicaparachinensis

擬合方式Fitmethod回歸模型(y=)Regressionmodelr2F顯著性Significance直線Linear-8．988x+11186．9280．87864．799<0．0001二次曲線Quadratic0．011x2-1712．5x+11531．2230．93759．616<0．0001指數Exponential6947．304e-0．003x+4726．1130．94974．916<0．0001冪函數Power-412．779x0．433+12434．8010．987309．474<0．0001對數Logarithmic-1069．043lnx+13611．8220．88461．285<0．0001

表3不同密度馬齒莧與菜薹產量損失率的回歸分析

Table3RegressionanalysisbetweenpurslanedensityandyieldlossofBrassicaparachinensis

擬合方式Fitmethod回歸模型(y=)Regressionmodelr2F顯著性Significance直線Linear0．073x+9．6960．87865．066<0．0001二次曲線Quadratic-9．137×10-5x2+0．138x+6．9250．93759．686<0．0001指數Exponential-56．149e-0．003x+61．9310．94974．940<0．0001冪函數Power3．323x0．433-0．3610．987311．100<0．0001對數Logarithmic8．629lnx-9．8750．89980．488<0．0001

2.4 馬齒莧的經濟危害允許水平及經濟防除閾值

廣東規(guī)?；藞霾宿诽镫s草馬齒莧年發(fā)生動態(tài)調查結果表明,在馬齒莧發(fā)生高峰期的6-9月,采用常規(guī)的化學除草劑330 g/L二甲戊靈乳油土壤噴霧處理后無法控制其危害[1],仍需要配合進行人工拔除,而馬齒莧經濟危害允許水平主要與馬齒莧的防治費用、菜薹產量和價格等因素有關?！叹G粗薹菜心’在適宜的播種季節(jié)和有效生產管理水平下,目前平均產量為12 000 kg/hm2[15-16],菜薹市場價格在6-9月雜草危害重的季節(jié),一般在5.0～10.0元/kg之間,平均7.5元/kg,而在該季節(jié)其防治費包括藥劑費約165元/hm2、噴藥用工費約300元/hm2、人工拔草費約4 500元/hm2,合計防治費用約為4 965元/hm2,防治效果可達95%,因此,綜合上述因素計算馬齒莧經濟危害允許水平(允許損失率EIL)[10-12]為5.8%。由馬齒莧密度與菜薹產量損失間的關系模型y=3.323x0.433-0.361得出人工防除經濟閾值為4.2株/m2,即在馬齒莧危害高峰期,當密度高于4.2株/m2時,需進行人工防除才可獲得經濟效益。

3 討論

馬齒莧在廣東規(guī)模化菜場菜薹田年發(fā)生動態(tài)調查結果表明,6-9月是田間馬齒莧種群密度、生物量和危害的高峰期,分析其原因該季節(jié)廣東各地的平均氣溫均達到了25～33 ℃[17],正是馬齒莧最適宜的萌發(fā)和生長溫度[18],更主要的原因是規(guī)模化老菜場馬齒莧土壤種子庫數量龐大[7],因此,對于規(guī)?；藞鍪斋@后及時清園,控制馬齒莧進入結實期,減少大量種子輸入菜田,在一定程度上可控制其危害進一步加重。

雜草與作物競爭是導致作物生長勢減弱和產量損失的重要因素之一,經濟閾值是指除草所獲得的作物增收效益與防除雜草費用相等時的雜草數量[4]?？茖W經濟地治理雜草需要明確雜草與作物的競爭方式以及不同密度雜草競爭與作物產量損失間的關系。近幾年,綜合采用直線、二次曲線、指數、對數和冪函數模型來研究擬合雜草與作物生長和產量間的競爭關系報道較多[19-21],由于雜草和作物的種類不同、生產和雜草管理的措施等不同,結果表現出多樣的競爭關系。本研究按照菜薹常規(guī)生產的栽培管理模式,研究馬齒莧發(fā)生密度與菜薹產量以及產量損失間的關系,結果均以冪函數模型y=bxa較好地擬合了兩者間的關系,和看麥娘與小麥產量損失間的關系函數模型一致[21]。

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Influenceofpurslaneoccurrenceonfalsepakchoiproduction

Feng Li, Tian Xingshan, Yan Shuai, Zhang Taijie, Yue Maofeng,Gao Jiadong, Yang Caihong, Cui Ye

(PlantProtectionResearchInstitute,GuangdongAcademyofAgriculturalSciences,GuangdongProvincial
KeyLaboratoryofHighTechnologyforPlantProtection,Guangzhou510640,China)

Purslane (PortulacaoleraceaL.) is a worst weed mainly occurring in false pakchoi (BrassicaparachinensisL. H. Bailey)fields of large-scale vegetable farms in Guangdong Province. To clarify the trends of purslane’s annual occurrence, a survey was conducted in the false pakchoi fields of two large-scale vegetable farms in Guangdong using an inverted W-pattern 9-point sampling method. The results showed that purslane population density and biomass were both the lowest during January to March and November to December every year, with the population density starting to rise slightly in April, and then rising rapidly during May to June; during July to September, purslane’s population density and biomass both climaxed, thus forming single weed colonies and causing disastrous harms. To determine the economic threshold for manual weeding, influence of purslane density on the yields and components of false pakchoi was investigated by additive series experiments and model fitting. The results showed that under the interferences of purslane, leaf area, stem height and yield loss of false pakchoi all decreased gradually along with the increase of weed density. The power function modely=-412.779x0.433+12 434.801 andy=3.323x0.433-0.361 were the best for describing the relationships between yield and yield loss, respectively. During the climax of purslane’s harm in the false pakchoi field, the economic infestation level for manual weeding was 5.8% and the economic threshold was about 4.2 plant per m2.

false pakchoi; purslane; competition; occurrence trends; economic threshold

2013-06-23

：2014-05-15

國家科技支撐計劃項目(2012BAD19B02);廣東省農業(yè)科技團隊研究項目(2012A020100009)

S 451.1

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.05.030

* 通信作者 E-mail:xstian@tom.com